Bahan Ajar Jaringan Komputer Agung Slamet Riyadi

8/12/2019 Bahan Ajar Jaringan Komputer Agung Slamet Riyadi

1/130

Jaringan Komputer . Agung Slamet Riyadi 1

BAHAN AJAR

JARINGAN KOMPUTER

Agung Slamet Riyadi

UNIVERSITAS GUNADARMA


2/130


BAB IPENDAHULUAN

1.1 REVOLUSI KOMUNIKASI KOMPUTER

Di tahun 1970-an dan awal 1980-an terlihat perpaduan dari bidang ilmu komputer dankomunikasi data yang secara mendalam mengubah teknologi, produksi-produksi dan

perusahaan yang sekarang merupakan kombinasi industri komunikasi komputer.

Revolusi ini telah menghasilkan kenyataan yang menarik, antara lain :

Tidak adanya perbedaan fundamental/pokok antara data processing (komputer)dan komunikasi data (peralatan transmisi dan switching).

Tidak adanya perbedaan fundamental antara komunikasi data, voice (suara) danvideo.

Jalur-jalur antara single -processor computer, multi-processor computer, jaringanlokal, jaringan metropolitan dan jaringan jarak jauh sudah kabur.

Akibatnya perkembangan besar pada industri komputer dan komunikasi baik daripabrikasi komponen sampai sistim integrasi dan perkembangan dari sistim integrasi yang

mentransmisi dan memproses semua tipe data dan informasi. Keduanya baik teknologidan standar teknik organisasi sedang diarahkan ke single public system yang menyatukan

semua komunikasi yang dibuat secara nyata semua sumber data dan informasi di duniasecara mudah dan dapat diakses bersama-sama.

1.2 MODEL KOMUNIKASI

Tujuan utama dari komunikasi data yaitu untuk menukar informasi antara dua perantara.

Data yaitu sebuah gambaran dari kenyataan, konsep atau instruksi dalam bentuk formal

yang sesuai untuk komunikasi, interprestasi atau proses oleh manusia atau oleh peralatanotomatis.

Informasi yaitu pengertian yang diperuntukkan bagi data dengan persetujuan-persetujuan

memakai data tersebut.

Definisi-definisi ini dapat menjelaskan tujuan kita, yaitu : data dapat diidentifikasikan,

data dapat digambarkan, data tidak perlu mewakili sesuatu secara fisik; tetapi darisemuanya itu data dapat dan sebaiknya digunakan untuk menghasilkan informasi. Hal ini

juga berarti bahwa data untuk satu orang akan muncul sebagai informasi untuk


3/130


yang lainnya. Informasi ini terbentuk ketika data ditafsirkan.

Untuk menukar informasi, kemudian, memerlukan akses ke elemen data dan kemampuanuntuk mentransmisikannya. Dalam gambar 1.1, informasi yang akan ditukar adalah

sebuah message yang berlabel m. Informasi ini diwakili sebagai data g dan secara umum

ditujukan ke se buah transmitter dalam bentuk suatu sinyal yang berubah terhadap waktu.Sinyal g(t) ditransmisikan. Umumnya, sinyal tidak akan dalam bentuk yang sesuai untuktransmisi dan harus diubah ke sinyal s(t) yang sepadan dengan karakteristik dari medium

transmisi. Sinyal itu kemudian ditransmisikan melalui medium tersebut. Pada akhirnya,sinyal r(t), dimana mungkin berbeda dari s(t), diterima. Sinyal ini kemudian diubah oleh

receiver kedalam bentuk yang sesuai untuk output.

Pengubahan sinyal g(t) atau data g, adalah sebuah pendekatan atau perkiraan dari input.

Akhirnya, device output menampilkan message perkiraan tersebut, m, kepada perantaratujuan. Contoh : electronic -mail (pos elektronik) dan percakapan telephone.Untuk kasus

pada electronic -mail, diketahui bahwa device input dan transmitter adalah komponen

dari personal komputer. Perantara adalah pengguna yang akan mengirim sebuah messagekepada pengguna lainnya; sebagai contoh "jadwal pertemuan pada tanggal 25 Maretdibatalkan" (m). Karakter string ini adalah informasi. Pengguna lalu mengaktifkan

electronic -mail pada PC dan memasukkan message tersebut melalui keyboard (deviceinput). Karakter string ini secara ringkas disimpan dalam memory utama (main memory).

Kita dapat memandangnya sebagai rangkaian karakter (g) atau, rangkaian bit-bit (g)

dalam memory. PC ini dihubungkan ke beberapa medium transmisi seperti local networktranceiver atau modem. Data input akan ditranfer ke transmitter sebagai rangkaian bit-bit

(g(t)) atau lebih tepat, rangkaian voltage shift (g(t)) pada beberapa bus komunikasi ataukabel. Transmitter dihubung langsung ke medium dan mengubah bit-bit yang masuk

(g(t)) menjadi sebuah sinyal (s(t)) yang sesuai untuk transmisi.

Gambar 1.1. Blok diagram komunikasi sederhana


4/130


1.3 KOMUNIKASI DATA

Topik yang akan dibicarakan, yaitu :

Transmisi data.

Data encoding, adalah proses transformasi data atau sinyal input kedalam sinyalyang dapat ditransmisiskan. Teknik komunikasi data digital. Data link control. Multiplexing, menyatakan variasi teknik yang dipakai untuk membuat pemakaian

fasilitas transmisi lebih efisien.

1.4 JARINGAN KOMUNIKASI DATA

Dalam bentuk sederhana, komunikasi data terjadi antara 2 device yang secara langsung

berhubungan dengan medium transmisi point to point. Bila bentuk ini dipakai maka:

Bila device berada pada bagian yang jauh maka akan mahal, contoh : untukmenghubungkan link antara 2 device yang jauhnya ribuan mil.

Adanya set-set device, masing-masing memerlukan sebuah link ke lainnya padavariasi waktu, contoh : semua telephone didunia dan semua terminal dan

komputer dimiliki oleh suatu organisasi tunggal kecuali untuk kasus dengansedikit device, hal tersebut tidak praktis untuk menggelar kabel antara masing-

masing pasangan device.

Solusi dari masalah ini adalah jaringan komunikasi yang dapat dilihat pada gambar 1.2.

Gambar 1.2 Masalah Jaringan Komunikasi Data


5/130


stasiun adalah suatu kumpulan device yang akan berkomunikasi, dapat berupa komputer-

komputer, terminal-terminal, telephone-telephone atau device komunikasi lainnya. Tiapstasiun menghubungkan ke jaringan node (network node). Set-set node tersebut

merupakan pembatasan dari jaringan komunikasi yang sanggup mentransfer data antar

pasangan stasiun-stasiun.

Tipe dari jaringan komunikasi dalam buku ini :

Switched network , data ditransfer dari sumber ke tujuan melalui hubungan node seri.

o Circuit-switched network, arah komunikasi diwujudkan antara 2 stasiunmelalui jaringan node contoh umum : jaringan telephone.

o Packet-switched network, data dikirim dalam serangkaian potongan-potongan

kecil, yang dinamakan paket. Tiap paket melewati jaringan dari node ke nodesepanjang jalur yang menghubungkan sumber ke tempat tujuan. Contohumum : komunikasi terminal ke komputer dan komputer ke komputer.

Broadcast network, lihat gambar 1.3, terdapat transmitter/receiver yangberkomunikasi melalui medium yang disebar oleh stasiun-stasiun lain. Suatu

transmisi dari satu stasiun di-broadcast ke dan diterima oleh semua stasiun lainnya.Contoh sederhana : CB Radio System. Dalam kasus berikutnya data ditransmisikan

dalam paket-paket, karena medium dibagi-bagi, maka hanya suatu stasiun pada suatu

waktu yang dapat mentransmisi suatu paket.

o

Packet radio networks, stasiun berada didalam range transmisi satu sama laindan broadcast (menyiarkan) secara langsung ke satu sama lainnya.

o Satellite networks, data tidak ditransfer langsung dari transmitter ke receivertetapi di-relay melalui satelit: masing-masing stasiun mentransmisi ke satelit

dan menerima dari satelit.

o Local networks, bentuk yang biasa dari broadcasting adalah LAN dan MAN

lihat gambar 1.3c dan d. LAN adalah jaringan komunikasi yang meliputidaerah yang kecil seperti gedung atau bagian kecil dar i gedung. MAN

meliputi daerah yang lebih luas, seperti antar gedung atau daerah kota. Dalam

bus local network , semua stasiun dihubungkan ke kawat biasa atau kabel.Suatu transmisi oleh satu stasiun manapun manapun menyebar pada medium

yang panjang dalam kedua arah dan dapat diterima oleh semua stasiunlainnya. Ring network terdiri dari close loop, dengan masing-masing stasiun

berhubungan ke elemen repeating (pengulang). Suatu transmisi dari stasiunmanapun bersirkulasi mengelilingi ring melalui semua stasiun lainnya dan

dapat diterima oleh tiap stasiun selagi melewatinya.


6/130


Gambar 1.3 Bermacam Jenis Jaringan


7/130


1.5 ARSITEKTUR KOMUNIKASI KOMPUTER

Tugas-tugas yang harus dilaksanakan :

Sistem sumber harus mengaktifkan path komunikasi data langsung atau memberi

informasi pada jaringan komunikasi identitas dari sistem yang dituju. Sistem sumber harus yakin sistem yang dituju siap menerima data. Aplikasi transfer file pada sistem sumber har us yakin bahwa program manajemen

file pada sistem tujuan siap untuk menerima dan menyimpan file.

Jika format file yang dipakai pada dua sistem tidak kompatibel, sistem yang satuatau lainnya harus melaksanakan fungsi format translasi.

Dalam pembahasan komunikasi komputer dan jaringan komputer, ada dua konsep yangterpenting :

protocol, dipakai untuk komunikasi antara entity-entity yang berbeda. Entity

adalah sesuatu yang mampu mengirim atau menerima informasi. Sistem adalahobyek fisik yang mengandung satu atau lebih entity. Protocol didefinisikansebagai aturan yang dibangun untuk pertukaran data antara dua entity. Elemen

kuncinya :

o Syntax : termasuk hal seperti format data dan level sinyal.

o Sematics : termasuk kontrol informasi untuk koordinasi dan mengatasi

error.

o Timing : termasuk kecepatan pencocokan dan pengaliran.

arsitektur komunikasi komputer, lihat gambar 1.4. Dimana terdapat 3 modul yaitu

o modul file transfer mengandung semua logic yang unik untuk file transferapplication seperti transmisi pa ssword dan file record.

o communication service module yang berhubungan dengan kepastianbahwa dua sistem komputer sedang aktif dan siap untuk transfer data dan

menyimpan data yang sedang ditukar untuk meyakinkan penyerahan.

Tugas ini bergantung tipe jaringan yang dipakai.

o network access module modul yang dimana memisahkan logic untuk deal

sebenarnya dengan jaringan. Jika jaringan yang dipakai berubah makaakan mempengaruhi modul ini.


8/130


Gambar 1.4 Arsitektur Komunikasi Komputer

Model Tiga Layer (Lapisan)

Pada model ini terdapat tiga layer yaitu :

Network access layer : bersangkutan dengan pertukaran data antara suatukomputer dengan suatu jaringan yang dituju. Komputer pengirim harusmelengkapi jaringan dengan alamat komputer tujuan agar jaringan dapat

meneruskan data ke tujuan yang diinginkan. Komputer pengirim mungkinmemiliki beberapa service seperti prioritas, yang tergantung dari layer pada

jaringan yang memisahkan fungsi yang harus dikerjakan access jaringan kedalamlayer yang terpisah. Layer yang sama tinggi mengadakan fungsi yang sama.

Transport layer : dimana terdapat mekanisme pertukaran data dimana data harus

tiba di aplikasi tujuan dan dalam bentuk yang sama. Application layer : mengandung logic untuk mendukung variasi penggunaanaplikasi. Untuk tiap aplikasi yang berbeda, seperti transfer file, dibutuhkan modulterpisah yang khusus untuk aplikasi tersebut.

Gambar 1.5 dan 1.6 menggambarkan arsitektur sederhana.


9/130


10/130

Jaringan Komputer . Agung Slamet Riyadi

10

Pada gambar 1.7 menunjukkan bagaimana untuk mengontrol operasi ini, kontrol

informasi, sebagai data yang harus ditransmisikan. Aplikasi yang terdiri dari satu blok

data dikirim ke transport layer. Pada transport layer, blok ini akan dipecah ke dalam duabagian yang lebih kecil yang terdiri dari transport header (mengandung protokol

informasi) dan data apllikasi. Kombinasi ini dikenal sebagai protocol data unit (PDU).

Dalam kasus ini, hal tersebut dinyatakan sebagai transport PDU. Header ini mengandungkontrol informasi untuk digunakan oleh peer transport protocol pada komputer lain.

Contoh hal yang mungkin termasuk dalam header ini:

destination SAP : transport layer tujuan harus tahu kepada siapa data dikirimketika menerima transport PDU

sequence number : suatu transport protocol mengirim serangkaian PDU,sekaligusmenomorinya sehingga jika mereka tiba di luar permintaaan,transport entity

tujuan akan meminta ulang mereka error-detection code : pengiriman transport entity dapat termasuk suatu kode yang

berfungsi sebagai pengingat dari PDU. Penerima transport protocol menerimakalkulasi yang sama dan membandingkan hasilnya dengan kode yang masuk.

Ketidaksesuaian hasil bila terjadi error dalam transmisi. Dalam kasus ini, receiver

dapat membuang PDU itu dan mengambil tindakan koreksi.

Gambar 1.7 Protokol Unit-Unit Data


11/130


Berikutnya melangkah ke network layer, dimana data dari transport layer ditambahkan suatu

network access header oleh network access protocol, menghasilkan suatu network access

PDU. Contoh hal yang mungkin termasuk dalam header ini :

destination computer address : jaringan harus tahu untuk siapa (komputer mana pada

jaringan ) data dikirim. facilities request network access protocol : mungkin menginginkan jaringan dipakai

untuk fasilitas-fasilitas tertentu seperti prioritas.

Proses-proses diatas diperlihatkan pada gambar 1.8.

Gambar 1.8. Operasi Dari Suatu Arsitektur Komunikasi

Model OSI

Gambar 1.9 memperlihatkan kons ep dari model OSI (open system interconnection). Model

ini di bentuk oleh organisasi standar international sebagai model untuk arsitektur komunikasikomputer dan sebagai framework untuk pembentukan protokol standar.

Layer-layer pada model OSI :

Physical layer , berhubungan dengan transmisi dari aliran bit yang tidak terstrukturmelalui medium fisik; berhubungan dengan karakteristik mekanikal, elektrikal,fungsional, dan prosedural untuk akses pada medium fisik.

Data link layer , menyediakan transfer informasi yang lebih reliable melalui link fisik;mengirim blok-blok data (frame-frame) dengan keperluan synchronisasi, error

control, dan flow control.


12/130


Network layer, menyediakan layanan pada layer diatas dari transmisi data danteknologi switching yang dipakai untuk hubungan sistem; tanggung jawab untuk

mewujudkan, mengutamakan dan memutuskan koneksi-koneksi.

Transport layer , menyediakan transfer data secara transparan antara akhir point;menyediakan end to end pemulihan error dan flow control.

Session layer , menyediakan struktur kontrol untuk komunikasi antara aplikasi;mewujudkan, menata dan memutuskan koneksi (session) antara aplikasi bersama. Presentation layer, menyediakan proses aplikasi dari perbedaan dalam perwakilan

data (syntax).

Application layer, menyediakan akses ke lingkungan OSI untuk pemakai dan jugamenyediakan distribusi service informasi.

Gambar 1.9 Model OSI


13/130


1.6 ORGANISASI PEMBENTUK STANDAR

Sudah lama diterima dalam industri komunikasi bahwa standar diperlukan untuk membentuk

fisik, elektrikal, dan prosedur karakteristik peralatan komunikasi. Ada sejumlah manfaat dan

kerugian dalam proses pembentukan standar.

Manfaat standar, antara lain :

Standar meyakinkan bahwa akan ada pasar yang besar untuk peralatan atau sofwarekhusus.

Memberikan pembeli lebih fleksibel dalam pemilihan dan pemakaian peralatan.

Kerugiannya, antara lain:

Standar condong untuk membekukan teknologi.

Adanya beberapa standar untuk hal yang sama sehingga timbul berbagai macamkonflik mengenai standar.


14/130


BAB 2

TRANSMISI DATA

Dua faktor yang mempengaruhi keberhasilan dari suatu transmisi data : kualitas sinyal yang

ditransmisi dan karakteristik media transmisi.

2.1 KONSEP DAN ISTILAH-ISTILAH

Data transmisi melewati transmitter (pemancar) dan receiver (penerima) melalui mediumtransmisi.

Media transmisi diklasifikasikan sebagai :

Media yang dituntun (guided media ), gelombang-gelombang dituntun melewati jalurfisik, contoh : twisted pair, kabel koaksial dan fiber optik.

Media yang tidak dituntun (unguided media), menyediakan suatu device untuk

mentransmisi gelombang elektromagnetik tetapi tanpa menuntunnya, contoh :penyebaran melalui udara, hampa udara, dan air laut.

Direct link menyatakan arah transmisi antara dua device dimana sinyal disebarkan langsungdari transmitter ke receiver dengan tanpa device perantara (amplifier atau repeater yang

dipakai untuk meningkatkan kekuatan sinyal)(lihatgambar 2.1).

Gambar 2.1.a menunjukkan medium tansmisi point to point untuk direc link antaradua

device saja. Gambar 2.1.b menunjukkan konfigurasi multipoint dimana dapat lebihdari dua device pada medium yang sama.


15/130


Sistim-sistim transmisi (menurut definisi ANSI) :

Simplex, sinyal ditransmisi dalam satu arah saja; stasiun yang satu bertindak sebagaitransmitter dan yang lain sebagai receiver.

Half-duplex, kedua stasiun dapat melakukan transmisi tetapi hanya sekali dalam suatuwaktu.

Full-duplex, kedua stasiun dapat bertransmisi secara simultan, medium membawadalam dua arah pada waktu yang sama.

FREKUENSI, SPEKTRUM DAN BANDWIDTH

Sinyal dapat dinyatakan sebagai fungsi waktu ataupun sebagai fungsi frekuensi.

KONSEP TIME-DOMAIN

Suatu sinyal s(t) continuous jika : lim s(t) = s(a)


16/130


t a

Sinyal s(t) periodik jika dan hanya jika : s(t+T) = s(t) - < t < +

Gambar 2.3 menampilkan dua sinyal periodik, gelombang sinus dan gelombang kotak(square).


17/130


Tiga karakteristik penting sinyal periodik :

Amplitudo, ukuran sinyal pada waktu tertentu Frekuensi, kebalikan dari periode (1/T) atau banyaknya pengulangan periode per

detik (Hz atau cycles per second) atau ukuran dari jumlah berapa kali seluruhgelombang berulang.

Phase, ukuran dari posisi relatif pada suatu saat dengan tidak melewati periodetunggal dari sinyal; lihat gambar 2.4 dimana terdapat dua gelombang dengan beda

phase /2.

Bila dinyatakan suatu gelombang sinusoidal sebagai : s(t) = A sin (2 f1t +) makaA = amplitudo maksimum, f1 = frekuensi, dan adalah phase.

KONSEP FREKUENSI-DOMAIN

Gambar 2.5 menunjukkan contoh sinyal s(t) = sin (2 f1t)+ 1/3 sin (2 (3f1)t).

Dari gambar dapat dilihat bahwa :

frekuensi kedua merupakan suatu perkalian integral dari frekuensi pertamasehingga frekuensi akhir dinyatakan sebagai frekuensi utama

periode total sinyal sama dengan periode dari frekuensi utama; periode dari sin(2f1t) adalah T=1/f1 dan periode dari s(t) juga T (lihat gambar 2.5.c).

Jadi semua sinyal apapun dapat dibuat dari komponen-komponen frekuensi, dimana tiap-

tiap komponen adalah gelombang sinusoidal. Hal ini dikenal dengan analisis Fourier.


18/130


Gambar 2. 5.a menunjukkan fungsi frekuensi-domain untuk sinyal dari gambar 2.5.cdalam hal ini s(f) adalah discrete. Gambar 2.5.b menunjukkan fungsi frekuensi-domain

untuk pulsa kotak tunggal yang mempunyai nilai 1 antara -x/2 dan x/2, dan 0 dilain

tempat, dalam hal ini s(f) adalah continuous.

Spektrum sinyal adalah daerah frekuensi yang dapat dimuati. Untuk gambar 2.5.c,

spektrumnya dari f1 samapi 3f1. Absolute bandwidth dari sinyal adalah lebar spektrum.Untuk gambar 2.5.c, bandwidthnya adalah 2f1.

Pada gambar 2.6.b, terdapat banyak bandwidth tetapi kebanyakan energi dalam sinyalrelatif dimuat dalam band frekuensi rendah. Band ini dinyatakan sebagai effectivebandwidth atau bandwidth saja.

DC component yaitu jika suatu sinyal termasuk suatu komponen frekuensi nol, dimanakomponen tersebut adalah dc atau komponen konstan. Contoh lihat gambar 2.7 yang

menunjukkan hasil penambahan dc komponen terhadap sinyal pada gambar 2.6.

HUBUNGAN ANTARA DATA RATE DENGAN BANDWIDTH


19/130


Medium transmisi apapun yang dipakai akan menyesuaikan dengan band frekuensi yang

terbatas. Hal ini menyebabkan data rate yang dapat melewati medium transmisi, terbatas.

Pada gambar 2.8, diberikan komponen-komponen frekuensi gelombang kotak. Disini

terlihat bahwa gelombang kotak terbentuk dari penjumlahan spektrum-spektrum ganjil,

sehingga gelombang kotak datap dinyatakan dalam :

s(t) = A x1k

=

1k

= 1/k sin (2kf1t)

Gambar 2.7. Sinyal dengan komponen DC


20/130


Hubungan data rate dan bandwidth didapat bahwa pengurangan/penambahan bandwidth

akan menyebabkan pengurangan/penambahan da ta rate dengan faktor

pengurangan/penambahan yang sama. Contoh (lihat gambar 2.8.a) : diinginkanbandwidth 4 MHz. jika f1= 10 cycles/sec= 1 MHz, maka bandwidth :

s(t) = sin ((2x 10

6

)t) + 1/3 sin ((2 x 3 x 10

6

)t)+ 1/5 sin ((2 x 5 x 10

6

)t)

= (5 x 106

) - 1 06

= 4 MHz

periode : T=1/106

= 1 sec (karena f1= 10 , T=1/f1)

Jika gelombang ini terdiri dari bit string '1' dan '0' maka tiap bit terjadi setiap 0,5 secsehingga data rate : 2 x f1 = 2 x 10 = 2 Mbps; dengan demikian bandwidth 4 MHz, data

ratenya 2 Mbps.

Gambar 2.8. Komponen-komponen frekuensi untuk gelombang square(T=1/f1)

Semakin terbatas bandwidth, semakin besar distorsi dan semakin besar kemungkinan

error pada receiver. Gambar 2.9 menunjukkan bit stream dengan data rate 2000 bps,


21/130


maka untuk bandwidth 1700 sampai 2500 Hz, hasilnya sudah cukup bagus tetapi dengan

bandwidth 4000 Hz, hasilnya lebih bagus lagi.

Jadi data rate suatu sinyal digital adalah W bps, maka bandwidth yang paling bagus

adalah 2W Hz.

KEKUATAN SINYAL

Sinyal yang melalui medium transmisi yang jauh, akan mengalami kehilangan atauattenuation (pelemahan) kekuatan sinyal. Untuk itu perlu amplifier yang akanmenambah gain sinyal. Kekuatan sinyal dinyatakan dalam decibel (db) yaitu suatu

ukuran perbedaan dalam dua level kekuatan, dirumuskan sebagai berikut :

Ndb = 10 log10(P1/P2 )

dimana : Ndb = besar decibelP1,2= besar kekuatan

2.2 TRANSMISI DATA ANALOG DAN DIGITAL

Istilah analog dan digital berhubungan dengan continuous dan discrete yang dalam

komunikasi data dipakai dalam tiga konteks :

data, didefinisikan sebagai entity yang mengandung sesuatu arti


22/130


signaling (pen-sinyal-an), adalah tindakan penyebaran sinyal melalui suatu mediumyang sesuai.

transmisi, adalah komunikasi dari data dengan penyebaran dan pemrosesan sinyal

DATA

Data analog diperoleh pada nilai-nilai continuous dalam beberapa interval. Contoh :

suara, video. Data digital didapat pada nilai-nilai discrete. Contoh : text dan integer.Pada gambar 2.10 ditunjukkan spektrum suara manusia yang dapat diambil sebagai

contoh data analog.

Gambar 2.11 menunjukkan bagaimana timbulnya gambar pada layar TV yang merupakan

hasil tumbukan elektron pada layar dari kiri ke kanan dan dari atas ke bawah.


23/130


Sedangkan untuk contoh sinyal digital yang paling dikenal yaitu text atau karakter string.

Kode yang dipakai umum adalah ASCII (American Standart Code for Information

Interchange) yang memakai 8 bit data per karakter.

SINYAL

Sinyal analog adalah gelombang elektromagnetik continuous yang disebar melaluisuatu media, tergantung pada spektrumnya.

Sinyal digital adalah serangakaian pulsa tegangan yang dapat ditransmisikan melalui

suatu medium kawat.

Contoh :

Sinyal suara mempunyai spektrum 20 Hz sampai 20 KHz tetapi standart spektrumnya

antara 300 sampai 3400 Hz yang mana pada range ini cukup untuk mereproduksi

suara, meminimalkan keperluan akan kapasitas transmisi dan boleh menggunakantelephone biasa. Sinyal ini ditransmisikan melalui sistim telephone ke suatu receiver.

Sinyal video terdiri dari komponen digital dan analog. Gambar 2.12a menampilkan pulsa-pulsa untuk line horisontal sedangkan gambar 2.12b menampilkan pulsa-pulsa untuk line

vertikal. Semuanya ini merupakan pulsa-pulsa digital yang di-sinkron-kan

(synchronisasi) yang dikirim antara tiap line dari sinyal video. Yang perlu diperhatikandisini yaitu timing dari sistim dan bandwidth yang diperlukan untuk sinyal video. Hal ini

akan mempengaruhi hasil dan resolusi dari gambar video.


24/130


DATA DAN SINYAL

Data analog dapat merupakan sinyal analog. Demikian pula,data digital dapatmerupakan sinyal digital. Pada gambar 2.13, data digital dapat juga dijadikan sinyal

analog dengan memakai modem (modulator/demodulator) sedangkan data analog

dapat dijadikan sinyal digital dengan memakai codec (coder-decoder). Hal ini akandibahas lebih lanjut pada bab 3.

Lihat tabel berikut yang merangkum metode transmisi data : Data dan Sinyal


25/130


Perlakuan Sinyal

Transmisi analog adalah suatu upaya mentransmisi sinyal analog tanpa memperhatikanmuatannya; sinyal-sinyalnya dapat mewakili data analog atau data digital. Untuk jarak

yang jauh dipakai amplifier yang akan menambah kekuatan sinyal sehinggamenghasilkan distorsi yang terbatas.

Transmisi digital, berhubungan dengan muatan dari sinyal. Untuk mencapai jarak yang

jauh dipakai repeater yang menghasilkan sinyal sebagai '1' atau '0' sehingga tidak terjadi

distorsi.

Alasan-alasan digunakannya teknik pen-sinyal-an digital :

Teknologi digital : adanya teknologi LSI dan VLSI menyebabkan penurunanbiaya dan ukuran circuit digital.

Keutuhan data : terjamin karena penggunaan repeater dibandingkan amplifiersehingga transmisi jarak jauh tidak menimbulkan banyak error.

Penggunaan kapasitas : agar efektif digunakan teknik multiplexing dimana lebihmudah dan murah dengan teknik digital daripada teknik analog.

Keamanan dan privasi : teknik encryption dapat diaplikasikan ke data digital danke analog yang sudah mengalami digitalisasi.


26/130


Integrasi : karena semua sinyal (data analog dan digital) diperlakukan secaradigital maka mempunyai bentuk yang sama, dengan demikian secara ekonomis

dapat diintegrasikan dengan suara (voice), video dan data digital.

2.3 KELEMAHAN-KELEMAHAN TRANSMISI

Pada sistim komunikasi manapun, sinyal yang diterima akan selalu berbeda dari sinyal yang

dikirim. Pada sinyal analog, hal ini berarti dihasilkan variasi modifikasi random yang

menurunkan kualitas sinyal. Pada sinyal digital, yaitu terjadinya bit error artinya binary '1'akan menjadi binary '0' dan sebaliknya.

Kelemahan yang paling signifikan yaitu :

Attenuation dan attenuation distorsi (pelemahan dan distorsi oleh pelemahan). Delay distorsi (distorsi oleh delay). Noise.

ATTENUATION

Kekuatan sinyal akan melemah karena jarak yang jauh melalui medium transmisi

apapun.

Tiga pertimbangan untuk perancangan transmisi :

1. Sinyal yang diterima harus mempunyai kekuatan yang cukup sehingga penerimadapat mendeteksi dan mengartikan sinyal tersebut.

2. Sinyal harus mencapai suatu level yang cukup tinggi daripada noise agar diterimatanpa error.

3. Attenuation adalah suatu fungsi dari frekuensi.

Masalah pertama dan kedua dapat diatasi dengan menggunakan sinyal dengan kekuatan

yang mencukupi dan amplifier-amplifier atau repeater-repeater. Masalah ketiga,digunakan teknik untuk meratakan attenuation melalui suatu band frekuensi dan amplifier

yang memperkuat frekuensi tinggi daripada frekuesi rendah. Contoh attenuation dapatdilihat gambar 2.14a. Grafik no.1 menggambarkan attenuation tanpa equalisasi (perataan)

dimana terlihat frekuensi-frekuensi tinggi mengalami pelemahan yang lebih besardaripada frekuensi-frekuensi rendah. Grafik no.2 menunjukkan efek dari equalisasi.


27/130


Gambar 2.14. Kurva Pelemahan dan distorsi delay untuk channel suara

Distorsi attenuation merupakan problem kecil bila menggunakan sinyal digital dimana

konsentrasinya pada frekuensi utama atau bit rate dari sinyal.

DELAY DISTORTION

Terjadi akibat kecepatan sinyal yang melalui medium berbeda-beda sehingga tiba padapenerima dengan waktu yang berbeda.

Hal ini merupakan hal yang kritis bagi data digital yang dibentuk dari sinyal-sinyal

dengan frekuensi-frekuensi yang berbeda -beda sehingga menyebabkan intersymbol

interference.

Gambar 2.14b menunjukkan teknik equalizing dalam mengatasi hal ini.


28/130


NOISE

Noise adalah tambahan sinyal yang tidak diinginkan yang masuk dimanapun diantaratransmisi dan penerima.

Dibagi dalam empat kategori :

Thermal noise,

o disebabkan oleh agitasi termal elektron dalam suatu konduktor

o sering dinyatakan sebagai white noise

o tidak dapat dilenyapkan

o besar thermal noise (dalam watt) dengan bandwidth W Hz

dapat dinyatakan sebagai :

N = k TW

dimana : N = noise power density

k = konstanta Boltzman = 1,3803 x 10 J/ KT = temperatur ( K)

Intermodulation noise

o disebabkan karena sinyal-sinyal pada frekuensi-frekuensi yang berbeda

tersebar pada medium transmisi yang sama sehingga menghasilkan sinyal-sinyal pada suatu frekuensi yang merupakan penjumlahan atau pengalian dari

dua frekuensi asalnya. misalnya : sinyal dengan frekuensi f1 dan f2 maka akanmengganggu sinyal dengan frekuensi f1+ f2

o hal ini timbul karena ketidak linearan dari transmitter, receiver atau sistimtransmisi.

Crosstalk

o adalah suatu penghubung antar sinyal yang tidak diinginkan

o dapat terjadi oleh hubungan elektrikal antara kabel yang letaknya berdekatan

dan dapat pula karena energi dari gelombang microwave.

Impulse noise

o terdiri dari pulsa-pulsa tak beraturan atau spike-spike noise dengan durasi

pendek dan dengan amplitudo yang relatif tinggi.

o dihasilkan oleh kilat, dan kesalahan dan cacat dalam sistim komunikasi

o noise ini merupakan sumber utama error dalam komunikasi data digital danhanya merupakan gangguan kecil bagi data analog.


29/130


Hal ini dapat dilihat pada gambar 2.15.

Gambar 2.15. Efek dari noise pada sinyal digital

KAPASITAS CHANNEL

Kapasitas channel(kanal) menyatakan kecepatan yang mana data dapatditransmisikan melalui suatu path komunikasi yang diberikan, atau channel, dibawah

kondisi-kondisi tertentu yang diberikan.

Ada empat konsep disini yang akan dihubungan satu sama lain :

Data rate : adalah kecepatan, dalam bit per second (bps), dimana datadapat berkomunikasi.

Bandwidth : adalah bandwidth dari sinyal transmisi ya ng dimiliki olehtransmitter dan sifat dasar medium transmisi, dinyatakandalam cycles per second, atau hertz.

Noise : level noise rata-rata yang melalui path komunikasi. Error rate : kecepatan dimana error dapat terjadi.

Kapasitas channel dibatasi oleh keadaan fisik dari medium transmisi atau dari darisumber-sumber lainnya.


30/130


Formula Nyquist : C = 2 W log2 M

dimana : C = kapasitas channel (bps)W = bandwidth dari channel (Hz)

M = jumlah sinyal discrete atau level tegangan

misal : bandwidth line telepon 3100 Hz makaC = 6200 log2 M dan M = 8 sehingga

C= 18600 bps.

Jadi dengan bandwidth terbatas, data rate dapat ditingkatkan dengan meningkatkanlevelnya (M), tetapi nilai M dibatasi oleh noise dan attenuation pada line transmisi.

Formula Claude Shannon, mempertimbangkan ratio sinyal terhadap noise (S/N)sehingga dapat dinyatakan :

(S/N)db= 10 log kekuatan sinyalkekuatan noise

karena ternyata semakin tinggi data rate, semakin tinggi pula error rate sehinggakapasitas channel oleh persamaan Shannon :

C = W log2(1 + S/N)

misal : dianggap suatu channel dengan bandwidth 3100 Hz, dan ratio S/N suatu line

1000:1, maka C = 3100 log2 (1+1000) = 30894 bps.

(note : semua nilai-nilai C yang didapat dalam contoh adalah gambaran maksimum untukukuran transmisi, dianjurkan menggunakan data rate yang lebih kecil).

Shannon membuktikan bahwa jika information rate yang sebenarnya pada suatu channellebih kecil daripada kapasitas bebas error, kemudian secara teori memungkinkan untuk

dipakai suatu kode sinyal yang sesuai untuk memperoleh transmisi bebas error yangmelalui channel. Gambar 2.16 menggambarkan efisiensi suatu transmisi secara teori.


31/130


Gambar 2.16. Efisiensi transmisi secara teoritis dan sebenarnya

Data rate dapat ditingkatkan dengan peningkatan baik pada kekuatan sinyal atau

bandwidth. Tetapi dengan kekuatan sinyal yang meningkat maka timbul nonlinearitasdalam sistim sehingga meningkatkan intermodulation noise. Juga dengan semakinlebarnya bandwidth, noise makin mudah masuk ke sistim. Dengan demikian peningkatan

W maka S/N menurun.

2.4 MEDIA TRANSMISI

Medium transmisi adalah penghubung fisik antara transmitter dan receiver dalamsistim transmisi data.

Terdapat dua media yaitu guided media (lihat tabel 2.3) dan unguided media

Tabel 2.3 Karakteristik Transmisi point to point dari Media Guided


32/130


Gambar 2.17 menunjukkan spektrum elektromagnetik dan mengindikasikan frekuensi

dimana berbagai macam teknik transmisi guided dan unguided beroperasi.

Gambar 2.17. Spektrum elektromagnetik

TWISTED PAIR

Deskripsi Secara Fisik

o

Terdiri dari dua isolasi kawat tembaga yang diatur dalam suatu spiral yangterlindungi.

o Gulungan ini meminimkan interferensi antar kabel.

Penggunaan

o Dipakai pada sistim telephone.

o Dipakai untuk jarak yang jauh dengan data rate 4 Mbps atau lebih.

o Biaya murah.

Karakteristik Transmisi

o Untuk sinyal analog, diperlukan amplifier setiap 5 sampai 6 km sedangkan

untuk sinyal digital diperlukan repeater setiap 2 sampai 3 km.

o Bila dibandingkan media lain, maka terdapat keter batasan dalam jarak,bandwidth, dan data rate.

o Gambar 2.18 menggambarkan attenuation pada media ini. Media inimudah terkena interferensi dan noise.


33/130


o Gambar 2.19 menunjukkan pencapaian data rate terhadap jarak.

Gambar 2.18. Attenuasi/pelemahan pada media transmisi guided

Gambar 2.19. Panjang kabel Twisted-pair Vs data rate untuk Keseimbangantransmisis


34/130


KABEL KOAKSIAL


o Terdiri dari konduktor cilinder rongga luar yang mengelilingi suatu kawat

konduktor tunggal (gambar 2.20). Kedua konduktor dipisahkan oleh bahanisolasi.

Gambar 2.20. Konstruksi kabel koaksial

Penggunaan

o Dipakai dalam :

Transmisi telephone dan televisi jarak jauh. Television distribution (TV kabel).

Local area networks. Short-run system links.

o lebih mahal daripada twisted pair.


o

Tidak mudah terkena noise bila dibandingan dengan twisted pair sehinggadapat digunakan secara efektif pada frekuensi-frekuensi tinggi dan data

rate yang tinggi.

o Untuk transmisi analog yang jauh, dibutuhkan amplifier setiap beberapakilometer sedangkan untuk transmisi digital, diperlukan repeater setiap

kilometer.


35/130


FIBER OPTIK


o Adalah suatu medium fleksibel tipis yang mampu menghantarkan sinar

ray.o Berbagai kaca dan plastik dipakai untuk membuatnya.

Penggunaano Karakteristik fiber optik yang membedakannya dari twisted pair dan kabel

koaksial :

Bandwidth yang lebih besar : data rate sebesar 2 Gbps denganjarak 10 kilometer dapat dicapai

Ukuran yang lebih kecil dan berat yang lebih ringan Attenuation yang lebih rendah

Isolasi terhadap elektromagnetik : sehingga tidak mudah terkena

interferensi dari elektromagnetik eksternal Jarak antar repeater yang lebih jauh. Sistim transmisi fiber optik di

Jerman dapat mencapai data rate 5 Gbps dengan jarak 111 kmtanpa repeater.

o Lima kategori dasar dari aplikasi yang penting untuk fiber optik :

Long-haul trunks. Metropolitan trunks.

Rural exchange trunks. Local loops. Local area networks.


o Range frekuensi antara 1014

sampai 1015

Hz yang meliputi spektrum yang

tampak dan bagian dari spektrum infrared.

o Prinsip transmisi fiber optik : (lihat gambar 2.22) multimode

multimode graded index / multimode step index single mode


36/130


Gambar 2.22. Mode transmisi dari fiber optik

GELOMBANG MICROWAVE


Digunakan antena parabolik Untuk memperoleh transmisi dengan jarak yang jauh, digunakan gedung-

gedung relay microwave yang diseri dan point to point microwave yang

dirangkai bersama sesuai dengan jarak yang diinginkan.

Penggunaan

o Dipakai untuk :

Telekomunikasi jarak jauh. Transmisi suara dan televisi.

Local networks.

Local data distribution.

o Dibandingkan dengan kabel koaksial, jarak antar amplifier atau repeater lebih

jauh.


37/130



o Tabel 2.6 menunjukkan bandwidth dan data rate untuk beberapa tipe sistim

Tabel 2.6 Performa Microwave Digital

o Sumber utama dari gangguan adalah attenuation dimana dapat dinyatakan

sebagai

L = 10 log (4d / ) db

dimana : d = jarak

= panjang gelombang

o Jarak antar repeater atau amplifier antara 10 - 100 km

SATELIT MICROWAVE


o Adalah stasiun relay microwave yang digunakan untuk merangkai dua atau

lebih

o Transmitter/receiver dari ground-based microwave yang dikenal sebagai

stasiun bumi.

o Setiap satelit yang mengorbit akan beroperasi pada sejumlah band frekuensi

yang disebut channel transponder atau transponder saja.

o Gambar 2.23 menampilkan dua cara umum yang dipakai untuk komunikasi

satelit


38/130


Gambar 2.23. Konfigurasi Komunikasi Satelit

Penggunaan

o Dipakai dalam :

Television distribusion, paling luas digunakan diseluruh dunia;memakai teknologi DBS (direct broadcast sattelite) dimana sinyal

video dari satelit ditransmisikan langsung ke rumah-rumah. Transmisi telepon jarak jauh.

Private business networks, digunakan sistim VSAT (very smallaperture terminal) untuk menekan biaya (lihat gambar 2.24 untuk

konfigurasi VSAT).

Gambar 2.24. Konfigurasi VSAT


39/130



o Range frekuensi optimumnya antara 1 sampai 10 GHz

o Frekuensi transmisi dan penerimaan berbeda

o Tipe transmisinya full-duplex antara pengguna dan satelit

o Karena jarak yang jauh maka timbul delay sebesar 240 sampai 300 ms daritransmisi salah satu stasiun bumi ke penerimaan oleh stasiun bumi lainnya

o Semua stasiun dapat melakukan transmisi ke satelit dan transmisi dari satelit

o Dapat diterima oleh semua stasiun.

RADIO


o Perbedaan dengan microwave bahwa radio adalah segala arah sedangkan

microwave adalah terfokus. Dengan demikian tidak diperlukan antenaberbentuk parabola dan tidak perlu diletakkan pada jurusan yang tepat.

Penggunaan

o Digunakan pada band VHF dan UHF : 30 MHz sampai 1 GHz termasuk radioFM dan UHF dan VHF televisi

o Untuk komunikasi data digital digunakanpacket radio .


o Untuk komunikasi data digital dipakai data rate yang rendah dengan frekuensidalam kilo bit daripada dalam mega bit atas dasar pertimbangan efekattenuation

o Digunakan untuk komunikasi broadcast, contoh : sistim ALOHA di Hawaii

o Seperti pada satelit, frekuensi transmisi dan penerima berbeda

o Transmisi dalam bentuk paket-paket

o Repeater dipakai pada sistim untuk setiap radius kira-kira 500 km.


40/130


40

BAB 3PENGKODEAN DATA

Gambar 3.1 menunjukkan teknik encoding dan modulation.

Gambar 3.1a untuk pensinyalan digital, suatu sumber data g(t) dapat berupa digital atau

analog, yang di-encode menjadi suatu sinyal digital x(t).

Gambar 3.1b untuk pensinyalan analog, input sinyal m(t) dapat berupa analog atau digital

dan disebut sinyal pemodulasi atau sinyal baseband, yang dimodulasi menjadi sinyaltermodulasi s(t). Dasarnya adalah modulasi sinyal carrier yang dipilih sesuai dengan

medium transmisinya.

Gambar 3.1 Teknik Pengkodean Data dan Modulasi


41/130


41

Modulasi adalah proses encoding sumber data dalam suatu sinyal carrier dengan

frekuensi fc.

Empat kombinasi yang muncul dari komunikasi pada gambar 3.1 :

Data Digital, Sinyal Digital Data Analog, Sinyal Digital Data Digital, Sinyal Analog Data Analog, Sinyal Analog.

3.1 DATA DIGITAL, SINYAL DIGITAL

Elemen sinyal adalah tiap pulsa dari sinyal digital. Data binary ditransmisikan dengan

meng-encode -kan tiap bit data menjadi elemen-elemen sinyal.

Sinyal unipolar adalah semua elemen sinyal yang mempunyai tanda yang sama, yaitupositif semua atau negatif semua.

Sinyal polar adalah elemen-elemen sinyal dimana salah satu logic statenya diwakili

oleh level tegangan positif dan yang lainnya oleh level tegangan negatif.

Durasi atau lebar suatu bit adalah waktu yang diperlukan oleh transmitter untuk

memancarkan bit tersebut.

Modulation rate adalah kecepatan dimana level sinyal berubah, dinyatakan dalam

bauds atau elemen sinyal per detik.

Istilah mark dan space menyatakan digit binary '1' dan '0'.

Tugas-tugas receiver dalam mengartikan sinyal-sinyal digital :

receiver harus mengetahui timing dari tiap bit receiver harus menentukan apakah level sinyal dalam posisi bit high(1) atau

low(0)

Tugas-tugas ini dilaksana kan dengan men-sampling tiap posisi bit pada tengah-tengah

interval dan membandingkan nilainya dengan threshold.

Faktor yang menentukan sukses dari receiver dalam mengartikan sinyal yang datang :

Data rate (kecepatan data) : peningkatan data rate akan meningkatkan bit errorrate (kecepatan error dari bit).

S/N: peningkatan S/N akan menurunkan bit error rate. Bandwidth : peningkatan bandwidth dapat meningkatkan data rate.


42/130


42

Lima faktor yang perlu dinilai atau dibandingkan dari berbagai teknik komunikasi :

Spektrum sinyal : disain sinyal yang bagus harus mengkonsentrasikan kekuatantransmisinya pada daerah tengah dari bandwidth transmisi; untuk mengatasi

distorsi dalam penerimaan sinyal digunakan disain kode yang sesuai dengan

bentuk dari spektrum sinyal transmisi. Clocking : menentukan awal dan akhir dari tiap posisi bit dengan mekanisme

synchronisasi yang berdasarkan pada sinyal transmisi.

Deteksi error : dibentuk dalam skema fisik encoding sinyal. Interferensi sinyal dan Kekebalan terhadap noise Biaya dan kesulitan : semakin tinggi kecepatan pensinyalan untuk memenuhi

data rate yang ada, semakin besar biayanya.

Kita sekarang akan membahas beberapa teknik tersebut.

Gambar 3.2. Format encoding sinyal digital.


43/130


43

NONRETURN TO ZERO (NRZ)

Nonreturn-to-Zero-Level (NRZ-L) yaitu suatu kode dimana tegangannegatif dipakai untuk mewakili suatu binary dan tegangan positif dipakai

untuk mewakili binary lainnya.

Nonreturn to Zero Inverted (NRZI) yaitu suatu kode dimana suatutransisi (low ke high atau high ke low) pada awal suatu bit time akan

dikenal sebagai binary '1' untuk bit time tersebut; tidak ada transisi berartibinary '0'. Sehingga NRZI merupakan salah satu contoh dari differensial

encoding.

Keuntungan differensial encoding : lebih kebal noise, tidak dipengaruhi

oleh leveltegangan.

Kelemahan dari NRZ-L maupun NRZI : keterbatasan dalam komponen dcdankemampuan synchronisasi yang buruk

MULTILEVEL BINARY

Kode ini menggunakan lebih dari 2 level sinyal (contohnya : pada gambar3.2, bipolar-AMI dan pseudoternary).

Bipolar-AMI yaitu suatu kode dimana binary '0' diwakili dengan tidak

adanya line sinyal dan binary '1' diwakili oleh suatu pulsa positif atau

negatif.

Pseudoternary yaitu suatu kode dimana binary '1' diwakili oleh ketiadaan

line sinyal dan binary '0' oleh pergantian pulsa-pulsa positif dan negatif.

Keunggulan multilevel binary terhadap NRZ : kemampuan synchronisasi

yang baik, tidak menangkap komponen dc dan pemakaian bandwidth yanglebih kecil, dapat menampung bit informasi yang lebih.

Kekurangannya dibanding NRZ : diperlukan receiver yang mampu

membedakan 3 level (+A, -A, 0) sehingga membutuhkan lebih dari 3 dbkekuatan sinyal dibandingkan NRZ untuk probabilitas bit error yang sama.


44/130


44

BIPHASE

Dua tekniknya yaitu : manchesterdan differential manchester.

Manchester yaitu suatu kode dimana ada suatu transisi pada setengah dari

periode. tiap bit : transisi low ke high mewakili '1' dan high ke lowmewakili '0'.

Differential manchester yaitu suatu kode dimana binary '0' diwakili olehadanya

transisi di awal periode suatu bit dan binary '1' diwakili oleh ketiadaantransisi di awal

periode suatu bit.

Keuntungan rancangan biphase :

Synchronisasi : karena adanya transisi selama tiap bit time,receiver dapat men-synchron-kan pada transis tersebut atau dikenalsebagai self clocking codes.

Tidak ada komponen dc. Deteksi terhadap error : ketiadaan dari transisi yang diharapkan,

dapat dipakai untuk mendeteksi error.

Kekurangannya :

memakai bandwidth yang lebih lebar dari pada multilevel binary.

MODULATION RATE (KECEPATAN MODULASI)

Data rate =B

1

durasi bit (t )

Modulation rate adalah kecepatan dimana elemen-elemen sinyal terbentuk.Contoh : untuk kode manchester, maksimum modulation rate = 2 / tB.


45/130


45

Salah satu cara menyatakan modulation rate yaitu dengan menentukan rata-rata

jumlah transisi yang terjadi per bit time.

TEKNIK SCRAMBLING

Teknik biphase memerlukan kecepatan pensinyalan yang tinggi relatif terhadapdata rate sehingga lebih mahal pada aplikasi jarak jauh sehingga digunakan

teknik scrambling dimana serangkaian level tegangan yang tetap pada linedigantikan dengan serangkaian pengisi yang akan melengkapi transisi yang cukup

untuk clock receiver mempertahankan synchronisasi.

Hasil dari disain ini :

Tidak ada komponen dc Tidak ada serangkaian sinyal level nol yang panjang

Tidak terjadi reduksi pada data rate Kemampuan deteksi error.

Bipolar with 8-Zeros Substitution (B8ZS ) yaitu suatu kode dimana :

Jika terjadi oktaf dari semua nol dan pulsa tegangan terakhir yangmendahului oktaf ini adalah positif, maka 8 nol dari oktaf tersebut di-

encode sebagai 000+-0- +

Jika terjadi oktaf dari semua nol dan pulsa tegangan terakhir yangmendahului oktaf ini adalah negatif, maka 8 nol dari oktaf tersebut di-

encode sebagai 000-+0+ -

High-density bipolar-3 zeros (HDB3 ) yaitu suatu kode dimana menggantikanstring-string dari 4 nol dengan rangkaian yang mengandung satu atau dua pulsa

atau disebut kode violation, jika violation terakhir positive maka violation inipasti negative dan sebaliknya (lihat tabel 3.3).

Tabel 3.3. Aturan subsitusi HDB3

Kedua kode ini berdasarkan pada penggunaan AMI encoding dan cocok untuk

transmisi dengan data rate tinggi.


46/130


46

3.2 DATA DIGITAL, SINYAL ANALOG

Transmisi data digital dengan menggunakan sinyal analog. Contoh umum yaitu publictelephone network. Device yang dipakai yaitu modem (modulator-demodulator) yang

mengubah data digital ke sinyal analog (modulator) dan sebaliknya mengubah sinyal

analog menjadi data digital (demodulator).

TEKNIK-TEKNIK ENCODING

Tiga teknik dasar encoding atau modulasi untuk mengubah data digital menjadi sinyal

analog :

Amplitude -shift keying (ASK)

Dua binary diwakilkan dengan dua amplitudo frekuensi carrier (pembawa) yangberbeda atau dinyatakan sebagai :

s(t) =A Cos (2 f t + ) binary 1 sinyal carrier

0 binary 0

c c

Data rate hanya sampai 1200 bps pada voice-grade line; dipakai untuk transmisi

melalui fiber optik.

Frequency-shift keying (FSK),

Dua binary diwakilkan dengan dua frekuensi berbeda yang dekat dengan

frekuensi carrier atau dinyatakan sebagai :

S(t) =1

2

A Cos (2 f t + ) binary 1


c

c

Lihat gambar 3.7 dimana terdapat dua frekuensi center untuk komunikasi full-

duplex; pada salah satu arah (dapat transmisi atau menerima) , frekuensicenternya (f1) = 1170 Hz dengan lebar 100 Hz pada setiap sisinya (bandwidth =

200 Hz) sedangkan arah lainya, frekuensi centernya (f2) = 2125 Hz dengan lebar100 Hz pada setiap sisinya (bandwidth 200 Hz); sulit untuk terkena noise

dibandingka n ASK;

Data rate dapat mencapai 1200 bps pada voice-grade line; dipakai untuk transmisi

radio frekuensi tinggi dan juga local network dengan frekuensi tinggi yangmemakai kabel koaksial.


47/130


47

Phase-shift keying (PSK),

Binary 0 diwakilkan dengan mengirim suatu sinyal dengan fase yang samaterhadap sinyal yang dikirim sebelumnya dan binary 1 diwakilkan denganmengirim suatu sinyal dengan fase berlawanan terhadap sinyal yang dikirim

sebelumnya, atau dapat dinyatakan sebagai :

S(t) =2


A Cos (2 f t) binary 0

C

Bila elemen pensinyalan mewakili lebih dari satu bit, maka bandwidth yangdipakai lebih efisien, sebagai contoh quadrature phase-shift keying (QPSK)

memakai beda fase setiap 90 derajat .

S(t) =

A Cos (2 f t + 45 ) 00

A Cos (2 f t + 135 ) 01

A Cos (2 f t + 225 ) 10

A Cos (2 f t + 315 ) 11

C

C

C

C

Sehingga tiap elemen sinyal mewakili 2 bit; jadi terdapat 12 sudut fase yangmemakai modem standard 9600 bps.

Hubungan data rate (dalam bps) dan modulation rate (dalam bauds) :

D = R/l = R/ log2L

dimana :

D = modulation rate, bauds


48/130


48

R = data rate, bps

L = jumlah elemen sinyal yang berbeda

l = jumlah bit per elemen sinyal.

KINERJA

Bandwidth untuk ASK dan PSK : BT = (1 + r) R

DimanaR = bit rate

r = berhubungan dengan teknik dimana sinyal difilter untukmencapai

suatu bandwidth bagi transimisi (0 < r < 1).

Bandwidth untuk FSK : BT = 2 F + (1 + r) R

Dimana :

F = f2 - fc= fc - f1= beda frekuens i modulasi dari frekuensi carrier.

Dengan pensinyalan multilevel, bandwidth yang dapat dicapai :

BT= (1 + r) R/l = (1 + r) R/ log2L

Diketahui bahwa : Eb/No = S / NoR

dimana : No = noise power density (watts/Hz).

Bila noise dalam suatu sinyal dengan bandwidth BT adalah N = No BT

maka : Eb/No =(S/N) (B/R)

Bit error dapat dikurangi dengan meningkatkan Eb/No atau dengan kata lain,

yaitu dengan mengurangi efisiensi bandwidth.

ASK DAN FSK mempunyai efisiensi bandwidth yang sama, PSK lebih baik lagi.

Pendekatan yang baik dari bandwidth untuk pensinyalan digital :

BT= 0,5 (1 + r) D

dimana : D = modulation rate. Untuk NRZ, D = R maka :

R/B = 2 / (1 + r)


49/130


49

3.3 DATA ANALOG, SINYAL DIGITAL

Transformasi data analog ke sinyal digital, proses ini dikenal sebagai digitalisasi.

Tiga hal yang paling umum terjadi setelah proses digitalisasi :

Data digital dapat ditransmisi menggunakan NRZ-L. Data digital dapat di-encode sebagai sinyal digital memakai kode selain NRZ-L.

dengan demikian, diperlukan step tambahan.

Data digital dapat diubah menjadi sinyal analog, menggunakan salah satu teknikmodulasi dalam section 3.2.

Codec (coder-decoder) adalah device yang digunakan untuk mengubah data analogmenjadi bentuk digital untuk transmisi, dan kemudian mendapatkan kembali data analog

asal dari data digital tersebut.

Dua teknik yang digunakan dalam codec :

Pulse Code Modulation Delta Code Modulation.

PULSE CODE MODULATION (PCM)

Dari teori sampling diketahui bahwa frekuensi sampling (fS) harus lebih besar atau

sama dengan dua kali frekuensi tertinggi dari sinyal (fH), atau :

fS >= 2 fH

Sinyal asal dianggap mempunyai bandwidth B maka kecepatan pengambilan sampel

yaitu 2B atau 1/2B detik. Sampel-sampel ini diwakilkan sebagai pulsa-pulsa pendekyang amplituda nya proporsional terhadap nilai dari sinyal asal. Proses ini dikenal

sebagaipulse amplitude modulation (PAM).

Kemudian amplitudo tiap pulsa PAM dihampiri dengan n-bit integer. Dalam contoh

ini, n=3. Dengan demikian 8 = 23

level yang mungkin untuk pendekatan pulsa-pulsaPAM. Sehingga dihasilkan data PCM.

Sedangkan pada receiver, prosesnya merupakan kebalikan dari proses diatas untukmemperoleh data analog.

Masalah yang timbul yaitu nilai amplitudo terendah relatif lebih terkena noise karenalevel quantization tidak sama jaraknya.


50/130


50

Solusinya :

Teknik PCM diperhalus dengan teknik nonlinear encoding, dimana teknik inimenggunakan jumlah step quatization yang lebih banyak untuk sinyal dengan

amplitudo kecil, dan jumlah step quatization yang lebih sedikit untuk sinyal

dengan amplitudo besar.

Companding (compressing (peng-kompres-an)- expanding (pemekaran)adalah suatu proses yang memampatkan intensitas range suatu sinyal dengan

memberi gain yang lebih kepada sinyal yang lemah daripada kepada sinyalyang kuat pada input. Pada output, dilakukan operasi sebaliknya

Gambar 3.8 Teknik PCM

DELTA MODULATION (DM)

Proses dimana suatu input analog didekati dengan suatu fungsi tangga yang bergeraknaik atau turun dengan satu level quantization ( ) pada tiap interval sampling (TS),

dan outputnya diwakilkan sebagai suatu bit binary tunggal untuk tiap sampel ('1'dihasilkan bila fungsi tangganya naik selama interval berikutnya; '0' dihasilkan untuk

keadaan sebaliknya).

Gambar 3.16 menggambarkan pr oses logic-nya. Pada transmisi : pada tiap waktusampling, input analog dibandingkan dengan nilai pendekatan pada fungsi tangga.

Jika nilai gelombang yang disampel melewati fungsi tangga tersebut, dihasilkan

binary '1'; jika sebaliknya maka dihasilkan binary '0'. Untuk penerimaan : membentuk


51/130


51

kembali fungsi tangga tersebut secara halus dengan proses integrasi atau

melewatkannya melalui LPF (low pass filter) untuk menghasilkan suatu pendekatan

analog dari sinyal input analog.

Untuk akurasi yang baik, dengan meningkatkan kecepatan sampling. Bagaimanapun,

hal ini meningkatkan data rate dari sinyal output.

Keuntungan DM terhadap PCM yaitu implementasinya yang sederhana.

Kekurangannya : PCM mempunyai karakteristik S/N yang lebih baik pada data rate

yang sama.

Gambar 3.9 Delta Modulation

KINERJA

Reproduksi suara yang baik melalui PCM dapat dicapai dengan 128 level

quatization atau peng-kode-an 7 bit (27

= 128). Suatu sinyal suara menempatibandwidth 4 KHz. Berdasarkan teori sampling maka kecepatan sampling = 8000

sampel per detik. Hal ini menghasilkan data rate 8000 x 7 = 56 Kbps untuk peng-kode-an data digital dengan PCM.


52/130


52

Alasan perkembangan teknik digital dalam transmisi data analog :

Karena penggunaan repeater daripada amplifier, maka tidak ada noisetambahan

Dengan TDM (dipakai untuk sinyal digital), tidak ada intermodulation

noise Konversi ke sinyal digital, memberikan efisiensi yang lebih pada teknik

switching digital.

Penggunaan teknik PCM lebih disukai daripada teknik DM pada digitalisasisinyal analog yang mewakili data digital.

3.4 DATA ANALOG, SINYAL ANALOG

Dua alasan dasar dari proses ini :

Diperlukan frekuensi yang tinggi untuk transmisi yang efektif; untuk transmisiunguided (tidak dituntun), hal tersebut tidak mungkin untuk men-transmisi sinyal-sinyal baseband

Antena-antena yang diperlukan akan menjadi beberapa kilometer diameternyamodulasi mendukung frequency-division multiplexing, suatu teknik yang pentingyang akan dijelaskan dalam bab 6.

Teknik modulasi memakai data analog :

Amplitude modulation (AM).

Frequency modulation (FM). Phase modulation (PM).

AMPLITUDO MODULATION

Dikenal sebagai double sideband transmitter carrier (DSBTC). Secara matematik

proses ini dinyatakan sebagai :

s(t) = [1 + nax(t)] cos2 fctdimana :

cos2 fct = carrierx(t) = sinyal input (pembawa data)na = indeks modulasi = ration amplitudo dari sinyal input terhadap carrier.

Gambar 3.10 menunjukkan spektrum sinyal AM yang terdiri dari sinyal carrierditambah spektrum dari sinyal input sehingga terdapat lower sideband(f > fc) danupper sideband(f < fc).


53/130


53

Jenis AM :

Yang populer yaitu single sideband (SSB) dimana pengiriman hanya satusideband dan menghapus sideband lain dan carriernya.

Keuntungan :

o Hanya separuh dari bandwidth yang dibutuhkan

o Diperlukan power yang lebih kecil sebab tidak ada power yang dipakai

untuk men-transmisi carrier pada sideband yang lain.

Double sideband suppressed carrier (DSBSC) dimana menyaring frekuensicarrier dan mengirimkan kedua sideband.

Keuntungan : menghemat power tetapi memakai bandwidth yang besarnya

sama dengan DSBTC.

Kerugian dari kedua -duanya : menahan carrier, padahal carrier dapat dipakaiuntuk

tujuan synchronisasi.

Solusi : dengan vestigial sideband(VSB) dimana memakai satu sideband dan

mengurangi power carrier.


54/130


54

ANGEL MODULATION

Yang termasuk jenis ini yaitu Frequency Modulation (FM) dan Phase

Modulation (PM).

Modulasi sinyalnya dinyatakan sebagai :

s(t) = Ac cos[2 fct + (t)]

Untuk PM, phasenya adalah proporsional terhadap sinyal modulasi :

(t) = np m(t)

dimana : np = indeks PM.

Untuk FM, derifatif phasenya adalah proporsional terhadap sinyalmodulasi :

(t) = nfm(t)

dimana : nf= indeks FM.

Perbedaannya dengan AM yaitu diperlukan bandwidth yang lebih besar untuk

transmisi. Dengan aturan Carson :

BT = 2 ( + 1)

dimana :


55/130


n Am untuk PM=

F/B = (n Am ) / 2 B) untuk FM

f

f

F = peak deviasi = [1/ (2)] ( nfAm ) Hz

Untuk FM, formula ini dapat dinyatakan sebagai : BT = 2 F + 2B

sedangkan untuk AM : BT = 2B.

Jadi terjadi perbedaan harga bandwidth sebesar 2 F.


56/130


BAB 4

TEKNIK KOMUNIKASI DATA DIGITAL

4.1 TRANSMISI ASYNCHRONOUS DAN SYNCHRONOUS

Data ditransfer melalui path komunikasi tunggal pada transmisi data secara serial dimana

tiap elemen pensinyalan dapat berupa :

Kurang dari 1 bit : misalnya dengan pengkodean Manchester 1 bit : NRZ-L dan FSK adalah contoh-contoh analog dan digital Lebih dari 1 bit : QPSK sebagai contohnya.

Dalam bahasan ini, kita menganggap satu bit per elemen pensinyalan kecuali jika

keadaan sebaliknya.

Synchronisasi adalah salah satu tugas utama dari komunikasi data. Suatu transmitter

mengirim message 1 bit pada suatu waktu melalui suatu medium ke receiver. Receiverarus mengenal awal dan akhir dari blok-blok bit dan juga harus mengetahui durasi dari

tiap bit sehingga dapat men-sampel line tersebut dengan timing yang tepat untukmembaca tiap bit. Misalkan pengirim (sender) mentransmisi sejumlah bit-bit data.

Pengirim mempunyai suatu clock yang mempengaruhi timing dari transmisi bit-bit.

Sebagai contoh, jika data ditransmisi dengan 10000 bits per second (bps), kemudian 1 bitakan ditransmisi setiap 1/10000 = 0,1 millisecond (ms), sebagai yang diukur oleh clock

pengirim. Maka, receiver akan menentukan waktu yang cocok untuk sampel-sampelnyapada interval dari 1 bit time. Pada contoh ini, pen-sampling-an akan terjadi sekali setiap

0,1 ms. Jika waktu pen-sampling-an berdasarkan pada clocknya sendiri, maka akantimbul masalah jika clock-clock transmitter dan reciver tidak disamakan dengan tepat.

Jika ada perbedaan 1 persen (clock receiver 1 persen lebih cepat atau lebih lambatdaripada clock transmitter), maka pen-sampling-an pertama 0,001 ms meleset dari tengah

bit (tengah bit adalah 0,05 ms dari awal dan akhir bit). Setelah sampel-sampel mencapai50 atau lebih, receiver akan error karena pen-sampling-annya dalam bit time yang salah

(50 x 0,001 = 0,05 ms). Untuk perbedaan timing yang kecil, error akan terjadi kemudian,

tetapi kemudian receiver akan keluar dari step transmitter jika transmitter mengirim aliran bityang panjang dan jika tidak ada langkah-langkah yang men-synchron-kan transmitter dan

receiver.

TRANSMISI ASYNCHRONOUS


57/130


Strategi dari metode ini yaitu mencegah problem timing dengan tidak mengirim aliran bit

panjang yang tidak putus -putusnya. Melainkan data ditransmisi per karakter pada suatu

waktu, dimana tiap karakter adalah 5 sampai 8 bit panjangnya. Timing atau synchronisasiharus dipertahankan antara tiap karakter; receiver mempunyai kesempatan untuk men-

synchron-kan awal dari tiap karakter baru.

Gambar 4.1 menjelaskan suatu contoh untuk teknik ini.

Gambar 4.1 Teknik Asynchronous

Gambar 4.1a, ketika tidak ada transmisi karakter, line antara transmitter dan receiver

dalam keadaan "idle". Idle adalah ekuivalen untuk elemen pensinyalan bagi binary '1'.Awal dari suatu karakter diisyaratkan oleh suatu start bit dengan binary '0'. Kemudian

diikuti oleh 5 sampai 8 bit yang membentuk karakter tersebut. Bit-bit dari karakter itu

ditransmisi dengan diawali least significant bit(LSB). Biasanya, bit-bit karakter ini diikutioleh suatuparity bityang berada pada posis i most-significant-bit(MSB).

Parit bit tersebut diset oleh transmitter sedemikian seperti total jumlah binary '1' dalam karakter;

termasuk parity bit-nya, adalah genap (even parity) atau ganjil (odd parity), tergantung

pada konversi yang dipakai. Elemen terakhir yaitu stop, yang merupakan suatu binary '1'.Panjang minimum dari stop biasanya 1;1,5 atau 2 kali durasi dari bit. Sedangkan

maksimumnya tidak dispesifikasikan. Karena stop sama dengan kondisi idle, makatransmitter akan melanjutkan transmisi sinyal stop sampai siap untuk mengirim karakter

berikutnya.

Gambar 4.1c memperlihatkan efek timing error yang menyebabkan error pada

penerimaan. Disini dianggap bahwa data ratenya 10000 bps; oleh karena itu tiap bit


58/130


mempunyai durasi 0,1 ms atau 100 s. Anggaplah receiver terlambat 7 persen atau 7 s per

bit time. Dengan demikian receiver men-sampel karakter yang masuk setiap 93 s

(berdasarkan pada clock transmitter). Seperti terlihat, sampel terakhir mengalami error.Sebenarnya error ini menghasilkan dua macam error : pertama, sampel bit terakhir

diterima tidak tepat; kedua, perhitungan bit sekarang keluar dari kesepakatan.

Jika bit ke 7 adalah 1 dan bit ke 8 adalah 0 maka bit 8 akan dianggap suatu start bit.Kondisi ini diistilahkan framing error, yaitu karakter plus start dan stop bit yangkadang-kadang dinyatakan suatu frame. Framing error juga jika beberapa kondisi noise

menyebabkan munculnya kesalahan dari suatu start bit selama kondisi idle.

Komunikasi asynchronous adalah sederhana dan murah tetapi memerlukan tambahan 2

sampai 3 bit per karakter untuk synchronisasi. Persentase tambahan dapat dikurangidengan mengirim blok-blok bit yang besar antara start dan stop bit, tetapi akan

memperbesar kumulatif timing error. Solusinya yaitu transmisi synchronous.

TRANSMISI SYNCHRONOUS

Dengan transmisi synchronous, ada level lain dari synchronisasi yang perlu agar receiverdapat menentukan awal dan akhir dari suatu blok data. Untuk itu, tiap blok dimulai

dengan suatu pola preamble bit dan diakhiri dengan pola postamble bit. Pola-pola iniadalah kontrol informasi.

Frame adalah data plus kontrol informasi. Format yang tepat dari frame tergantungdari metode transmisinya, yaitu :

Transmisi character-oriented, (lihat gambar 4.2a)

Blok data diperlakukan sebagai rangkaian karakter-karakter (biasanya 8 bit

karakter).

Semua kontrol informasi dalam bentuk karakter.

Frame dimulai dengan 1 atau lebih 'karakter synchronisasi' yang disebut SYN,

yaitu pola bit khusus yang memberi sinyal ke receiver bahwa ini adalah awal darisuatu blok. Sedangkan untuk postamble-nya juga dipakai karakter khusus yang

lain. Jadi receiver diberitahu bahwa suatu blok data sedang masuk, oleh karakterSYN, dan menerima data tersebut sampai terlihat karakter postamble. Kemudian

menunggu pola SYN yang berikutnya. Alternatif lain yaitu dengan panjang framesebagai bagian dari kontrol informasi; receiver menunggu karakter SYN,

menentukan panjang frame, membaca tanda

sejumlah karakter dan kemudian menunggu karakter SYN berikutnya untukmemulai frame berikutnya.

Transmisi bit-oriented, (lihat gambar 4.2b)

Blok data diperlakukan sebagai serangkaian bit-bit.

Kontrol informasi dalam bentuk 8 bit karakter.


59/130


Pada transmisi ini, preamble bit yang panjangnya 8 bit dan dinyatakan sebagai

suatu flag sedangkan postamble-nya memakai flag yang sama pula.

Receiver mencari pola flag terhadap sinyal start dari frame. Yang diikuti oleh

sejumlah kontrol field. Kemudian sejumlah data field, kontrol field dan akhirnya

flag-nya diulangi.

Perbedaan dari kedua metode diatas terletak pada format detilnya dan kontrol

informasinya.

Keuntungan transmisi synchronous :

Efisien dalam ukuran blok data; transmisi asynchronous memerlukan 20%atau lebih tambahan ukuran.

Kontrol informasi kurang dari 100 bit.

4.2 TEKNIK DETEKSI ERROR

Ketika suatu frame ditransmisikan, tiga klas probabilitas yang dapat muncul pada

akhir penerimaan :

Klas 1 (P1) : frame tiba tanpa bit-bit error. Klas 2 (P2) : frame tiba dengan satu atau lebih bit-bit error yang tidak

terdeteksi.

Klas 3 (P3) : frame tiba dengan satu atau lebih bit-bit error yang terdeteksi dantidak ada bit-bit error yang tidak terdeteksi.

Persamaan dari probabilitas diatas dapat dinyatakan sebagai :

P1 = (1 - PB)nf

P2 = 1 - P1


60/130


dimana : nf

= jumlah bit per frame

PB= probabilitas yang diberikan oleh bit apapun adalah error (konstan,

tergantung posisi bit).

Teknik deteksi error menggunakan error-detecting-code, yaitu tambahan bit yangditambah oleh transmitter. Dihitung sebagai suatu fungsi dari transmisi bit-bit lain.Pada receiver dilakukan perhitungan yang sama dan membandingkan kedua hasil

tersebut, dan bila tidak cocok maka berarti terjadi deteksi error.

Tiga teknik yang umum dipakai sebagai deteksi error :

Parity bit. Longitudinal Redudancy Check. Cyclic Redudancy Check.

PARITY CHECKS

Deteksi bit error yang paling sederhana parity bit pada akhir tiap word dalam frame.

Terdapat dua jenis parity bit ini :

Even parity : jumlah dari binary '1' yang genap --> dipakai untuk transmisi

asynchronous.Odd parity : jumlah dari binary '1' yang ganjil --> dipakai untuk transmisi

synchronous.

Atau menggunakan operasi exclusive-OR dari bit-bit tersebut dimana akan

menghasilkan binary '0' untuk even parity dan menghasilkan binary '1' untuk oddparity.note : exclusive-OR dari 2 digit binary adalah 0 bila kedua digitnya adalah 0 atau

keduanya = 1; jika digitnya beda maka hasilnya = 1.

Problem dari parity bit : Impulse noise yang cukup panjang merusak lebih dari satu

bit, pada data rate yang tinggi.

Tiap-tiap karakter ditambahkan parity bit seperti sebelumnya atau dari gambar diatas

dinyatakan sebagai :

Rj = b1j b2j ... bn

dimana

Rj = parity bit dari karakter ke jbij = bit ke i dalam karakter ke j

n = nomor bit dalam suatu karakter atau dinyatakan sebagai vertical

redundancy check (VRC).


61/130


Sedangkan tambahannya, suatu parity bit yang dibentuk untuk tiap posisi bit yang

melalui semua karakter atau dinyatakan sebagai longitudinal redundancy check

(LRC) atau dinyatakan sebagai :

Ci= bi1 bi2 ... bin

dimana :

Ci = parity check dari karakter ke i bitm = nomor karakter dalam suatu frame.

Kelemahan dari parity check untuk tiap jenis yaitu tidak dapat mendeteksi jumlaherror-error genap.

misal :Untuk VRC, bila suatu bit ke 1 dan ke 3 dari karakter pertama error maka oleh

receiver tidak akan di deteksi adanya error, demikian juga untuk LRC, bila keadaandiatas terjadi ditambah juga bila bit ke 1 dan ke 3 dari karakter ke lima error maka

oleh receiver tidak akan dideteksi adanya error.

CYCLIC REDUNDANCY CHECKS (CRC)

Diberikan suatu k-bit frame atau message, transmitter membentuk serangkaian n-bit,

yang dikenal sebagai frame check sequence (FCS). Jadi frame yang dihasilkan terdiridari k+n bits. Receiver kemudian membagi frame yang datang dengan beberapa

angkadan jika tidak remainder (sisa) dianggap tidak ada error.

Beberapa cara yang menjelaskan prosedur diatas, yaitu :

Modulo 2 arithmetic

Menggunakan penjumlahan binary dengan tanpa carry, dimana hanya merupakan

operasi exclusive-OR.

Untuk kepentingan ini didefinisikan :

T = (k + n) bit frame untuk ditransmisi, dengan n < kM = k bit message, k bit pertama dari T

F = n bit FCS, n bit terakhir dari T

P = pattern dari n+1 bit.

Dimana : T = 2n

M + F2M

P= Q +

R

P

Karena pembaginya adalah binary, remaider selalu kurang dari 1 bit dibandingpembagi. Maka :


62/130


T = 2 M + R

atau

T

P

=2M + R

P

T

P= Q +

R

P+

R

P

T

P= Q +

R + R

P= Q

Contoh :

1. Diketahui : message M = 1010001101 (10 bit)

pattern P = 110101 (6 bit)

FCS R = dikalkulasi (5 bit)

2. Message M dikalikan dengan 25

, maka : 1010001101000003. Kemudian dibagi dengan P :

110101011 Q

P 110101 101000110100000 2 M

110101 111011110101

111010

110101 111110

110101 101100

110101 110010

110101

1110 RKeterangan adalah gerbang XOR

4. Remainder (R = 01110) ditambahkan ke 2n

M untuk mendapatkan T =

10100011010110, yang ditransmisi [ T = 2n

M + R ].


63/130


Jika tidak ada error, maka receiver menerima T secara utuh. Frame yang diterima

dibagi dengan P :

110101010

110101 101000110101110

110101 111011

110101 111010

110101 111110

110101 101111

110101 110101

110101 000000 R

Karena tidak ada remainder maka dianggap tidak ada error.

Pattern P dipilih 1 bit lebih panjang daripada FCS, dan bit pattern dipilih tergantung

tipe error yang diinginkan. Pada keadaan minimum keduanya baik tingkat high ataulow bit dari P harus 1. Frame Tr yang dihasilkan dapat dinyatakan sebagai :

Tr = T + E

dimana :T = frame yang ditransmisi

E = error pattern dengan 1 dalam posisi dimana terjadi errorTr = frame yang diterima.

Receiver akan gagal untuk mendeteksi error jika dan hanya jika Tr dapat dibagidengan P, yang jika dan hanya jika E dapat dibagi dengan P.

Polynomials

Dalam bentuk variabel x dengan koef isien-koefisien binary. Koefisien-koefisientersebut berhubungan dengan bit -bit dalam binary sehingga proses CRC-nya dapatdijabarkan sebagai :

1.XM(X) R(X)

Q(X) +P(X) P(X)

=


64/130


2. T(X) = X M(X)+ R(X)

Error E(X) hanya tidak akan terdeteksi bila dapat dibagi dengan P(X). Error - error

yang dapat dideteksi yang tidak dapat dibagi oleh P(X) :

1. Semua error bit tunggal.

2. Semua error bit ganda, sepanjang P(X) mempunyai faktor paling sedikit 3syarat.

3. Jumlah error genap apapun, sepanjang P(X) mengandung faktor (X + 1).4. Burst error apapun dengan panjang burst lebih kecil daripada panjang FCS.

5. Burst error yang paling besar.

Empat versi dari P(X) yang dipakai secara luas :

CRC-12 = X12

+ X11

+ X3+ X

2+ X + 1, dipakai untuk transmisi dari 6 bit karakter dan

membentuk 12 bit FCS.

CRC-6 = X

16

+ X

15

+ X

2

+ 1 , umum untuk 8 bit karakter dan keduanya

CRC-CCITT = X16

+ X12

+ X5

+ 1, menghasilkan 16 bit FCS.

CRC-32 = X32

+ X26

+ X23

+ X22

+ X16

+ X12

+ X11

+ X10

+ X8+ X

7+ X

5+X

4+ X

2+X + 1,

membentuk 32 bit FCS.

Shift registers dan gate exclusive-OR

Shift register adalah device penyimpan string 1 bit dimana terdapat sebuah line

output, yang mengindikasikan nilai yang dimuat, dan sebuah line input.

Seluruh register di-clock secara simultan, yang menyebabkan 1 bit bergesersepanjang seluruh register . Sirkuit ini dapat dipenuhi sebagai berikut :

1. Register mengandung n bits, sama dengan panjang FCS.

2. Ada lebih dari n gate exclusive-OR.3. Keberadaan dan ketiadaan suatu gate tergantung pada keberadaan atau

ketiadaan dari suatu syarat dalam polynomial pembagi, P(X).

Message kemudian masuk per bit pada suatu waktu dimulai dengan MSB. Message M akan

di-shift ke register dari input bit. Proses ini berlanjut sampai semua bit dari messageM ditambah 5 bit nol. 5 bit nol ini menggeser M ke kiri 5 posisi untuk memuat FCS.

Setelah bit terakhir diproses, maka shift register memuat remainder (FCS) yang manaakan ditransmisi kemudian.

Pada receiver, tiap bit M yang tiba, disisipi ke dalam shift register. Jika tidak ada

error, shift register akan memuat bit pattern untuk R pada akhir dari M. Bit R yangditransmisi sekarang mulai tiba dan efeknya yaitu me-nol-kan register pada akhir

penerimaan, register memuat semua nol.


65/130


FORWARD ERROR CORRECTION

Error-correcting codes dinyatakan sebagaiforward error correction untukmengindikasikan bahwa receiver sedang mengoreksi error. Contohnya: pada

komunikasi broadcast digunakan transmisi simplex.

Metode transmisi ulang dinyatakan sebagai backward error correction karena

receiver memberi informasi balik ke transmitter yang kemudian mentransmisi ulangdata yang error.

4.3 INTERFACING

Gambar 4.8 memperlihatkan interface ke medium transmisi. Data terminal equipment(DTE) memakai sistim transmisi melalui perantaraan data circuit-terminating equipment

(DCE). Contoh DCE : MODEM.

DCE harus bertanggung jawab untuk transmisi dan menerima bit-bit, pada suatu waktu,melalui suatu medium transmisi; dan harus berinteraksi dengan DTE. Hal ini dilakukan

melalui interchange circuit.

Receiver dari DCE harus memakai teknik encoding yang sama seperti pada transmitter

dari DCE yang lain.

Pasangan DTE-DCE harus didisain untuk mempunyai interface -interface pelengkap dan

harus mampu berinteraksi secara efektif.

Digunakan standart physical layer protocols untuk interface antara DTE dan DCE.

Gambar 4.8. Interfacing komunikasi data


66/130


Empat karakteristik penting dari interface :

Mekanikal, berhubungan dengan koneksi fisik sebenarnya dari DTE dan DCE. Elektrikal, yaitu mengenai level tegangan dan timing dari perubahan tegangan;

dan juga menentukan data rate dan jarak yang dapat dicapai.

Fungsional, merinci fungsi yang dilaksanakan yang diperuntukkan bagi berbagaiinterchange circuits; dapat diklasifikasikan menjadi kategori dari data, kontrol,timing dan ground.

Prosedural, merinci serangkaian kejadian pada transmisi data, berdasarkan padakarakteristik fungsional dari interface.

Beberapa standard untuk interfacing :

EIA-232-D EIA-530 ISDN physical interface.

EIA-232-D

Membatasi pada kabel konektor khusus.

Interface ini dipakai menghubungkan DTE device ke voice-grade modem untuk

digunakan pada sistim telekomunikasi analog umum.

Spesifikasinya :

Spesifikasi mekanikal, lihat gambar 4.9 dimana 25 kabel yang dihubungkanpada konektor DB-25, dipakai untk menghubungkan DTE ke DCE.

Gambar 4.9. Pin-pin dalam konektor EIA-232-D


67/130


Spesifikasi elektrikal, level tegangan :

o untuk binary : tegangan < -3 volt ditafsirkan sebagai binary 1

o tegangan > +3 volt ditafsirkan sebagai binary 0

o untuk sinyal control : tegangan < -3 volt menyatakan kondisi OFF

o tegangan > +3 volt menyatakan kondisi ON.

o Sinyal rate < 20 Kbps dan jarak < 15 m.

Spesifikasi fungsional, lihat tabel 4.1

Tabel 4.1. EIA-232-D Interchange Circuits


68/130


Interchange circuit -nya dikelompokkan menjadi kategori dari :

o Data circuit : ada satu dalam tiap arah sehingga memungkinkan operasi

full-duplex. Pada operasi half-duplex, data bertukar antara 2 DTE (melaluiDCE- nya dan link komunikasi) yang hanya mungkin dalam satu arah

pada suatu waktu.

o Control circuit : ada 14 buah, 8 buah pertama terdapat dalam tabel 4.1

berhubungan dengan transmisi data melalui channel utama dan 6 buahsirkuit berikutnya (CA,CB,CC,CD,CE,CF) untuk transmisi asynchronous.

Sebagai tambahan untuk 6 sirkuit ini, 2 control circuit yang lain dipakaidalam transmisi synchronous. 3 control circuit yang berikutnya

(SCZ,SCB,SCF) dipakai untuk kontrol channel kedua. Gambar 4.10

memperlihatkan test loopback.

Gambar 4.10a, output transmitter dari modem dihubungkan ke input receiver,putuskan modem dari line transmisi. Aliran data, dibentuk oleh device user yang

dikirim ke modem dan di-loopback ke device user (mis : komputer). Tujuannya :mengecek fungsi dari interface dan DCE local (setempat).

Gambar 4.10b, modem lokal dihubungkan ke fasilitas transmisi seperti biasa danoutput receiver dari modem yang jauh dihubungkan ke input transmitter dari modem

tersebut. Tujuannya : menguji operasi dari channel transmisi dan remote DCE(DCE yang jauh).

Selama kedua bentuk test, DCE mengaktifkan test mode circuit. Tabel 4.2memperlihatkan aturan dari circuit test loopback.

timing circuit : ada 3 yang dapat dipakai dengan transmisi synchronous; hal ini

melengkapi pulsa -pulsa clock. Ketika DCE mengirim data melalui sirkuit BB,juga mengirim transisi 1-0 dan 0-1 pada DD, dengan waktu transisi pada tengah-

tengah dari tiap elemen sinyal BB. Ketika DTE mengirim data, baik DTE atauDCE dapat memberikan pulsa-pulsa timing.

Gambar 4.10. Lokal dan remote feedback dengan EIA-232-D


69/130


Tabel 4.2. Setting Circuit Loopback untuk EIA-232-D dan EIA-530

Spesifikasi prosedural, mendefinisikan rangkaian didalam mana berbagai sirkuitdipakai untuk aplikasi khusus. Contohnya : dua device yang dihubungkan melaluijaringan telepon.

Modem DCE memerlukan sirkuit :

o Signal ground (AB)o Transmitted data (BA)

o Received data (BB)

o Request to send (CA)

o Clear to send (CB)

o DCE ready (CC)

o Received line signal detector (CF)

o DTE ready

o Ring indicator.

Gambar 4.11 menggambarkan langkah-langkah yang terlibat dalam men-dial up

operasi half-duplex.

Pada kasus ini, panggilan dari suatu terminal ke suatu komputer. Komputer harus

bersedia menerima panggilan, dengan mengindikasikan modem-nya denganmengeset DTR ke ON.

Ketika suatu call (panggilan) masuk, modem mengindikasinya denganmembunyikan tone, modem memberi tanda pada komputer dengan ring indicator.

Kemudian komputer akan merespon dengan mengeset RTS ke ON untukmengindikasikan ke modem bahwa akan ada transmisi. Modem memulai

transmisi suatu frekuensi carrier pada line telephone dan mengeset CTS untukmemberi sinyal ke komputer bahwa transmisi dapat dimulai. Carrier tone

memberi tanda pada modem yang lain bahwa data akan tiba. Terminal menerimadata melalui modem sampai carrier -nya turun.

Terminal sekarang dapat mentransmisi message -nya, dimulai dengan RTS, CTShandshake dengan modem. Akhirnya, salah satu sisi menggantung dan pertukaran

berakhir.

Gambar 4.12 menggambarkan null modem dimana 2 DTE dihubungkan langsung


70/130


dimana kedua DTE akan menganggap bahwa mereka terhubungkan ke modem.

Hal ini untuk keadaan dimana jarak 2 device sangat dekat.

Gambar 4.11 Operasi Dial-up pada EIA-232-D


71/130

Jaringan Komputer . Agung Slamet Riya

Documents

Bahan Ajar Jaringan Komputer Agung Slamet Riyadi